先进的机械制造技术在国民经济发展中起着重要的作用。现代科学技术的迅速发展,特别是电子技术、计算机技术、现代数控技术的迅猛发展给机械制造业带来了极为深刻的变革。本课题就是从这方面着手构思的。传统的螺纹孔加工都需要经过两道工序:先用钻头加工出一个比螺纹孔直径略小的底孔,然后换成丝锥加工出螺纹。本课题想利用现有比较成熟的数控技术,计算机技术,以及控制理论设计一个控制器用来对现有的数控机床进行改造,并且结合一种新型复合刀具,将机械加工过程中螺纹孔中的钻孔和攻丝两道工序一次完成,从而能大幅度的提高生产效率。该课题完成的主要内容是:1)提出螺纹孔一次成形且闭环控制的设计方案。控制给定值由刀具的旋转速度提供,反馈值由滚珠丝杠的旋转速度提供,再根据改进的PID控制算法得到输出信号用来控制步进电机,进而调整整个系统的响应性能。2)对整个机械传动系统建模,设计基于PID控制算法的数字控制器,在实际应用中用直接设计数字控制器的方法求得控制器各个控制参数,传统的一般方法难于取得这些参数。3)确定微处理器及外围设备的组成,根据控制任务及控制算法要求对微处理器进行I/O口的配置,硬件和软件设计过程同时进行,两者相辅相成。4)设计并制作针对旋转编码器的去抖电路。5)对去抖电路进行仿真和实验以验证电路的正确性以及可行性。